Elastinen vs plastinen muodonmuutos
Muodonmuutos on fyysisen kohteen muodon muutoksen vaikutus, kun pintaan kohdistetaan ulkoinen voima. Voimat voidaan kohdistaa normaalina, tangentiaalisena tai momenttina pinnalle. Jos kappale ei muuta muotoa edes hiukan ulkoisten voimien vuoksi, esine määritellään täydelliseksi kiinteäksi esineeksi. Täydellisiä kiinteitä kappaleita ei ole luonnossa; jokaisella esineellä on omat muodonmuutoksensa. Tässä artikkelissa aiomme keskustella mitä elastinen muodonmuutos ja plastinen muodonmuutos ovat, miten niitä kohdataan luonnossa ja mitkä ovat niiden sovellukset.
Elastinen muodonmuutos
Kun ulkoiseen rasitukseen kohdistuu kiinteä runko, rungolla on taipumus vetää itsensä erilleen. Tämä aiheuttaa hilan atomien välisen etäisyyden kasvamisen. Jokainen atomi yrittää vetää naapurinsa mahdollisimman lähelle. Tämä aiheuttaa voiman, joka yrittää vastustaa muodonmuutosta. Tämä voima tunnetaan venymänä. Jos graafinen esitys jännityksestä ja muodonmuutoksesta piirretään, käyrä olisi lineaarinen joillekin pienemmille venymäarvoille. Tämä lineaarinen alue on vyöhyke, jolla esine deformoituu elastisesti. Elastinen muodonmuutos on aina palautuva. Se lasketaan Hooken lain mukaan. Hooke-lain mukaan materiaalin kimmoalueella käytetty jännitys on yhtä suuri kuin Youngin moduulin ja materiaalin rasituksen tulo. Kiinteän aineen elastinen muodonmuutos on palautuva prosessi, kun kohdistettu jännitys poistetaan, kiinteä aine palaa alkuperäiseen tilaansa.
Muovin väsähtäminen
Kun jännityksen ja venymän käyrä on lineaarinen, järjestelmän sanotaan olevan elastisessa tilassa. Kuitenkin, kun jännitys on suuri, juoni ohittaa pienen hyppyn akseleille. Tämä on raja, jolla siitä tulee plastinen muodonmuutos. Tämä raja tunnetaan materiaalin myötörajana. Plastista muodonmuutosta tapahtuu enimmäkseen kiintoaineen kahden kerroksen liukumisen vuoksi. Tätä liukuprosessia ei voida peruuttaa. Plastista muodonmuutosta kutsutaan joskus peruuttamattomaksi muodonmuutokseksi, mutta jotkut plastisen muodonmuutoksen muodot ovat todella palautuvia. Myötörajan hyppyn jälkeen jännitys vs. venytys -kaaviosta tulee tasainen käyrä, jonka huippu on. Tämän käyrän huippu tunnetaan lopullisena vahvuutena. Viimeisen lujuuden jälkeen materiaali alkaa "kaulaa", jolloin tiheys on epätasainen pituudelta. Tämä tekee materiaalista hyvin pienitiheyksisiä alueita, mikä tekee siitä helposti rikkoutuvan. Muovista muodonmuutosta käytetään metallikovetuksessa atomien pakkaamiseksi perusteellisesti.
Mitä eroa on elastisella muodonmuutoksella ja plastisella muodonmuutoksella?
- Suurin ero elastisen muodonmuutoksen ja plastisen muodonmuutoksen välillä on, että elastinen muodonmuutos on aina palautuva ja plastinen muodonmuutos on peruuttamaton, lukuun ottamatta joitain hyvin harvinaisia tapauksia.
- Joustavassa muodonmuutoksessa molekyylien tai atomien väliset sidokset pysyvät ehjinä, mutta muuttavat vain niiden pituutta; Plastisen muodonmuutoksen ilmiöitä, kuten levyn liukumista, esiintyy sidosten kokonaisfissiosta johtuen.
- Elastisella muodonmuutoksella on lineaarinen suhde jännitykseen, kun taas plastisella muodonmuutoksella on kaareva suhde, jolla on huippu.
